Q+ goes IMB (Institute of Molecular Biology)
Ein Bericht von Saskia Plura (Physik) und Alexander Röser (Biomedizin)
Am Montag, dem 19. Juli 2021 trafen sich Q+ Studierende aus verschiedenen Fachbereichen (Biomedizin, Englisch, Geschichte, Linguistik, Mathematik, Medizin, Politikwissenschaft, Physik) vor den Türen des IMB (Institue of Molecular Biology). Natürlich hatten alle einen entsprechenden Nachweis über eine Corona-Impfung, Genesung oder eben einen negativen Test dabei – und genau um Corona-Tests sollte es an diesem Nachmittag auch gehen.
Nachdem uns Dr. Andreas Vonderheit in Empfang genommen hatte, begannen wir direkt mit dem ersten Teil der Veranstaltung: einer Vorstellung des IMB und seiner Forschungsfelder. Herr Dr. Vonderheit promovierte an der ETH Zürich im Bereich der Biochemie über die Endozytose von Viren und arbeitet seit 2011 am IMB, wo er seit 2013 als Direktor der Core Facilities tätig ist. Das IMB wurde 2011 als eine Non-Profit-Organisation unter Förderung der Boehringer Ingelheim Stiftung und des Landes Rheinland-Pfalz gegründet und forscht auf molekularer Ebene zu der Entwicklung des Menschen, dem Alterungsprozess und Krankheiten. Dabei geht es darum, Organismen auf molekularer und genetischer Ebene zu verstehen – was auch bei SARS-CoV-2 eine große Rolle spielte.
Direkt nach der Einführung durften wir in die uns bereitgestellten Laborkittel schlüpfen und die Arbeit der Wissenschaftler selbst nachempfinden. Als Teil des Seminars war angedacht, einige Schritte der Zellfärbung zur mikroskopischen Untersuchung selbst durchzuführen. Ausgerüstet mit Pipetten machten wir uns daran, auf die bereitgestellten Proben eine Antikörper-Lösung und einen Zellfarbstoff aufzutragen, wobei wir von zwei Wissenschaftlern des IMB angeleitet und unterstützt wurden.
Während unsere Zellkulturen inkubierten und für die spätere Betrachtung vorbereitet wurden, erklärte uns Herr Vonderheit, wie im IMB mit der Corona-Pandemie umgegangen wurde. So erfuhren wir, dass das IMB anfing, seinen Mitarbeitern zweimal wöchentlich einen Corona-Test auf Basis eines PCR-Tests anzubieten. Auch lernten wir, dass die Nutzung von Schnelltests, wie sie in der aktuellen Situation verwendet werden, nicht ihrem eigentlichen Aufgabengebiet entspricht – so sollten Schnelltests vorrangig in Krankenhäusern bei Patienten mit entsprechenden Symptomen verwendet werden, um eine Infektion schnell diagnostizieren zu können. Während der klassische Schnelltest erst bei einer hohen Viruslast (also einer hohen Anzahl an Virus-Proteinen) verlässlich diagnostizieren kann, können PCR-Tests schon ab 5 vorliegenden Virus-RNA-Strängen (RNA = Ribonucleinsäure; ähnlich der DNA; benötigt zur Produktion von Proteinen) verlässliche Ergebnisse liefern – noch bevor eine vollständige Infektion etabliert ist. Herr Vonderheit erklärte uns auch gründlich, wie das SARS-CoV-2 und seine Mutationen an Zellen bindet, in sie eintreten kann und sich danach in der Zelle vermehrt, bis es weitere Zellen infizieren kann.
Ausgestattet mit neuem Wissen ging es nun zurück ins Labor, wo wir nun in Kleingruppen unsere Zellkulturen unter verschiedenen Mikroskopen beobachten konnten. Zwischen Erklärungen zu Färbetechniken und wunderschönen Aufnahmen der Zellen wurde der interdisziplinäre Aspekt deutlich sichtbar. So zeigte sich deutlich, dass die Naturwissenschaften Physik (Funktionsweise der Mikroskopie), Chemie (Einfärbung von Zellen, Lösungsmittel und Immunofluoreszenz) und Biologie (Aufbau der Zellen und Funktionsweise der einzelnen Bestandteile) bei der Beschreibung und Erklärung alle von großer Bedeutung waren. Wir lernten, dass die Wahl des Mikroskops auch vom Anwendungsbereich abhängt und durften unsere Zellen sowohl unter Lichtmikroskopen als auch unter einem STED Mikroskop (Fluoreszenzmikroskopie; besondere Form des Lichtmikroskops) betrachten, welches eine noch höhere Auflösung gegenüber einem klassischen Mikroskop ermöglicht.
Der Nachmittag am IMB hat uns einen überaus umfassenden Einblick in die Arbeit von Molekular-Biologen am IMB gegeben und uns deutlich gezeigt, welche wichtige Rolle die Forschung während gesellschaftlicher Krisen spielt und wie wichtig die Wissenschaftskommunikation mit der Bevölkerung ist. Gerne hätten wir uns noch länger mit Herrn Vonderheit und seinen Kollegen unterhalten, die uns mit viel Freude genauestens erklärten, was wir an den Mikroskopen sehen konnten.
So bleibt uns nur, Danke zu sagen, für einen unglaublich interessanten und lehrreichen Nachmittag. Wir hoffen, bald noch einmal das IMB besuchen und in die Welt der molekularen Biologie eintauchen zu dürfen!
Mikroskopbilder
Fluoreszenz und Differential-Interferenz-Kontrast von kultivierten Krebszellen (U-2 OS, humane Osteosarkom-Epithelzellen), welche ein Fluoreszenz-markiertes Protein an den Kernporen exprimieren (grün, NUP96-EGFP).
Aufgenommen mit einem Weitfeldmikroskop (Thunder, Leica). Maßstabsbalken 20 µm.
Fluorescent and DIC contrast image of cultured cancer cells (U-2 OS) expressing a fluorescent labeled protein located at the nuclear pores (green, NUP96-EGFP). Images acquired with a widefield microscope (Thunder, Leica). 20 µm scale bar.
Fluoreszierendes konfokales Bild von kultivierten Krebszellen (U-2 OS, humane Osteosarkom-Epithelzellen), welches den Zellkern (rot, TO-PRO-3 Färbung und das Aktin-Zytoskelett (grün, phalloidin-CF440 ) zeigt. Aufgenommen mit einem spinning disk Konfokalmikroskop (VisiScope 5-Elements, Visitron).
Fluorescent confocal image of cultured cancer cells (U-2 OS) displaying the nucleus (red, TO-PRO-3 staining) and the actin cytosceleton (green, phalloidin-CF440).
Imaged with the spinning disk confocal microscope (VisiScope 5-Elements, Visitron).
Fluoreszierendes Bild von kultivierten Krebszellen (U-2 OS, humane Osteosarkom-Epithelzellen), welches den Zellkern (pink, TO-PRO-3 Färbung und das Aktin-Zytoskelett (zyan, phalloidin-CF440 ) zeigt. Aufgenommen mit einem Weitfeldmikroskop (Thunder, Leica).
Fluorescent image of cultured cancer cells (U-2 OS) displaying the nucleus (pink, TO-PRO-3 staining) and the actin cytosceleton (cyan, phalloidin-CF440).
Image was acquired with a widefield microscope (Thunder, Leica).
Fluoreszierendes Bild von kultivierten Krebszellen (U-2 OS, humane Osteosarkom-Epithelzellen), welche ein Protein exprimieren, das mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert wurde und sich an den Kernporen befindet (grün, NUP96-EGFP). Außerdem wurden die Mitochondrien (pink, MitoTracker Deep Red) angefärbt. Aufgenommen mit einem Weitfeldmikroskop (Thunder, Leica).
Fluorescent image of cultured cancer cells (U-2 OS) expressing a fluorescent labeled protein located at the nuclear pores (green, NUP96-EGFP) and mitochondria (pink, MitoTracker Deep Red). Image was acquired with a widefield microscope (Thunder, Leica). 20 µm scale bar.